电子水平仪的设计.doc

摘要:水平仪是在测量小倾角时常用的测量工具，可以用来测量某个平面或者是某个物体相对于水平面的倾斜程度。由于传统的物理式水平仪具有使用和读数不方便、易受环境因素影响等缺点，因此，基于数字MEMS传感器的电子化水平仪已经成为其发展方向。

本毕业设计所研发的产品为一款基于STC89C52单片机的电子水平仪。该电子水平仪采用由飞思卡尔半导体公司推出的低功耗微型MEMS三轴加速度传感器MMA7361作为倾角传感器，该传感器具有内置低通滤波器、温度补偿和自由落体检测等功能，同时在出厂前就进行了零点漂移和灵敏度的校准，因此其可以实现较高的检测精度。由于MMA7361是模拟量输出，STC89C52无法直接读取其输出数据，因此需要使用模数转换器，将来自传感器的模拟读数转换为单片机能够进行读取和处理的数字量数据。在本项目中，选用了由美国TI半导体公司生产的多通道、低成本模数转换器TLC0834作为系统的模数转换器。同时，本项目采用支持中文显示的12864LCD显示器，数据显示直观，使用极为方便。

本项目结合了MEMS传感器驱动技术、模数转换技术、单片机系统开发技术和显示屏驱动技术，使用方便，成本低廉，具有较高的学术价值和现实意义。

关键词  数字水平仪；模数转换；加速度传感器；单片机

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1选题背景及意义-1

1.2电子水平仪的国内外发展-1

1.3电子水平仪的优点-2

1.4本文的主要内容-3

2 电子水平仪传感器选型及倾角测量原理-4

2.1 三轴加速度传感器原理-4

2.2传感器选型-5

2.3 基于三轴加速度传感器MMA7361的倾角计算原理-6

3 电子水平仪硬件电路设计-8

3.1 硬件系统总体设计-8

3.2 核心控制电路设计-8

3.2.1 单片机选型-8

3.2.2 单片机控制系统设计-9

3.3 倾角传感器电路设计-10

3.4 模数转换电路设计-11

3.5 LCD显示电路设计-12

3.6 电源电路设计-13

3.7 电池充电电路设计-13

4 电子水平仪软件设计-15

4.1 系统流程设计-15

4.2 倾角计算程序设计-15

4.3模数转换器驱动程序设计-17

4.4显示器驱动程序设计-20

5 电子水平仪机械结构设计-24

5.1 仪器整体外观设计-24

5.2 底座设计-24

5.3 外壳设计-25

5.4 把手设计-26

结论-27

致谢-28

参考文献-29